中药资源“牵手”合成生物学

长期以来，中药有效成分基本依赖从药用植物中直接提取分离，效率低、成本高，费时费力，且易对环境造成污染。未来，合成生物学与中药资源的有效结合，或许会破解以上制约难题。 记者在11月11~12日召开的香山科学会议第510次学术讨论会上获悉，目前国内已开始尝试将合成生物学引入中药资源开发中。当天，中国中医科学院中药资源中心与中科院天津工业生物技术研究所签署合作协议，双方将共同成立“生物药用成分合成生物学研究中心”进行联合科研攻关。 未来双方将共同围绕天然药物资源短缺问题，利用代谢工程和合成生物学等各种先进技术，创立以高效微生物细胞工厂为基础的天然药物生产新模式，为市场提供优质产品。双方将依托研究中心开展生物医药合成生物学研究，针对前瞻性产业集成技术，整合双方资源，实施联合攻关。此外，双方将加强人才交流合作，互派技术人员进行技术培训或联合研发，并联合申报国家和地方相关科技和产业化项目，争取专项资金支持。 会上，60余位生命科学领域知名专家探讨了“合成生物学与中药资源可持续利用”相关议题。 中国中医科学院中药资源中心主任黄璐琦表示，“供不应求”是导致目前中药原料市场种种问题的根本原因，也从某种程度上制约了整个中医药行业的发展，亟须采取相关措施改善。 黄璐琦介绍，分子生物学和生物化学技术的不断发展，使得药用植物次生代谢产物生物合成途径逐渐得以解析，通过挖掘天然产物生物合成相关的生物元件，利用合成生物学方法对植物中现有的、天然的生物系统进行重新设计，实现药用植物的定向遗传育种，通过培育高产目标活性成分的药用植物，能有效降低中药制剂生产过程的提取成本，并缓解对药用植物资源的压力。 同时，利用生物系统组合优化在微生物体内重建药用植物次生代谢产物的生成模块，可实现珍稀天然产物的异源高效合成，为组分中药和中药制剂生产提供原料，缓解其对中医临床用药与中药资源的压力。 合成生物学是基于系统生物学的遗传工程和工程方法的人工生物系统研究，它以天然生物系统的结构和功能为基础，按“元件-模块-系统”的方式，通过生物元件的挖掘、设计和构建模块及系统，进而重构自然界中不存在的生命系统来解决能源、环保、健康和材料等问题。 合成生物学的出现，让天然产物研究获得了全新机遇，尤其对具有明确药理药效活性的单体化合物。美国加州大学伯克利分校的Jay D. Keasling教授在利用合成生物学方法生产抗疟疾药物青蒿素的中间体青蒿酸的研究，实现了青蒿酸低成本工业化生产。此外，利用合成生物学方法构建微生物细胞工厂，人工合成抗癌化合物紫杉醇、人参皂苷及长春花碱等高附加值化合物的研究亦取得突破性进展。 会议相关负责人表示，研究中心的成立将构建起多领域科研工作者的协作平台，探索中医药创新驱动发展之路。

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